MPLS TE中基于扩展IGP的最小干扰路由算法研究

论文摘要

互联网为世界带来了革命性的变化,但新兴的语音、视频等多媒体业务对网络提出了更高的要求。仅仅依靠添加网络设备,增大网络容量的方式是难以满足需求的。因此,在增加网络资源的同时更需要改进当前的网络传输技术。MPLS技术是基于网络发展的需求以及众多成熟技术的使用经验而提出的,它将第二层与第三层紧密结合到一起,充分发挥了第二层交换和流量管理上的优势,同时兼具第三层路由、寻径灵活的优势。由于IP流量缺乏可预见性和可管理性,因而对于运营商而言,在现有基础上控制好占80%以上的业务流是至关重要的。为此网络中的流量工程(Traffic Engineering,TE)从提出之日起就倍受研究学者们的重视,它的实施可以直接用于缓解网络拥塞和对网络资源的合理分配。此外,它也可以间接实现网络的QoS保证。本文正是围绕流量工程技术而展开,结合已有路径计算算法研究了MPLS在流量工程上的优势,以及MPLS TE在提高网络性能和解决QoS保证问题方面所做出的贡献。通过仔细分析最小干扰路由算法(MIRA)及以利用流量特征信息、增加准入控制和关键链路重新定位为分类的各种改进型最小干扰方案,本文提出了一种新的最小干扰选路算法——NMIRA。该算法分为离线和在线两个阶段：离线优化预分配,即利用优化式对网络进行计算,根据不同级别对链路预分配带宽,为在线阶段建立可选路径库；在线动态路由选路,即采用接纳控制机制避免业务请求的莽撞接入,利用最短最窄选路方法定位多条关键链路,并根据链路上各业务类型的已用与可用带宽比值来计算链路权重,对所选路径进行跳数约束,旨在实现最小干扰目的的同时降低算法的复杂度。仿真结果表明,NMIRA算法通过合理选路能够将业务流分担到不同路径上,有效地避免了网络拥塞,并在请求拒绝率和总的可用带宽方面的性能明显优于MHA和CSPF算法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 国内外相关技术发展现状
• 1.3 论文的组织结构
• 第二章 流量工程及其MPLS技术
• 2.1 流量工程
• 2.1.1 流量工程的目标
• 2.1.2 流量工程的发展历史
• 2.2 MPLS技术及其流量工程
• 2.2.1 MPLS产生背景
• 2.2.2 MPLS技术
• 2.2.3 MPLS实现流量工程的优势
• 2.3 本章小结
• 第三章 MPLS TE体系及流量工程算法研究
• 3.1 MPLS TE的体系结构
• 3.1.1 路径计算模块
• 3.1.2 信息发布模块
• 3.1.3 信令模块
• 3.1.4 分组转发模块
• 3.2 流量工程典型算法分析和研究
• 3.2.1 流量工程选路算法要求
• 3.2.2 PBR算法
• 3.2.3 MPLS网络中基于约束的多径流量工程方案
• 3.2.4 其它算法间的特征比较
• 3.3 本章小结
• 第四章 最小干扰算法研究与改进
• 4.1 最小干扰算法
• 4.1.1 最小干扰算法思想与设计
• 4.1.2 各类改进算法分析
• 4.2 NMIRA算法的提出
• 4.2.1 网络模型
• 4.2.2 NMIRA算法思想
• 4.2.3 离线算法
• 4.2.4 在线算法
• 4.2.5 算法复杂度分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 NMIRA算法仿真及结果分析
• 5.1 仿真工具及仿真环境
• 5.1.1 NS2软件简介
• 5.1.2 NS2中的MPLS仿真
• 5.1.3 扩展模块MNS
• 5.1.4 优化工具LINDO
• 5.2 NMIRA算法具体设计与实现
• 5.3 仿真实验及性能分析
• 5.3.1 对"鱼型"网络的仿真
• 5.3.2 网络拓扑扩展仿真
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢